放牧和割草对典型草原土壤微生物群落及土壤有机碳稳定性的影响

来源 :内蒙古大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:planktonli
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在当前全球关注“碳中和”背景下,如何提高和增加碳的固定减少碳排放成为各国政府和科学家重点关注的热点领域。而土壤微生物残体碳对土壤碳的固定意义重大。土壤微生物残体对利用方式的响应要比土壤总碳更加敏感,对土壤碳的组成和稳定性具有重要的影响。土壤微生物作为土壤生态系统功能中重要推动者,提高和维持土壤微生物活性和多样性有利于促进土壤有机碳的稳定,缓解全球环境变化。在草地生态系统中,探究土壤微生物群落和土壤有机质稳定性对放牧及割草利用的响应,对于研究草地生态系统土壤有机碳稳定及其影响机制,具有很强的理论性和实践性。本研究以内蒙古锡林郭勒典型草原为研究对象,设置了三个草地利用的比较试验,分别为不同放牧强度、不同割草频度和三种利用方式(围封、放牧和割草)。通过对比土壤氨基糖、微生物来源有机碳和有机质组分中有机碳含量及其对土壤总碳的贡献,探讨放牧和割草利用下典型草原土壤微生物残体对有机质稳定性组分和土壤碳的贡献及主要影响因子。主要结论如下:(1)不同草地利用方式下,真菌群落多样性和群落组成随利用强度或利用方式的变化发生明显改变,受土壤深度的影响不明显,而细菌群落多样性和群落组成则随土壤深度的变化发生明显改变,受土壤利用的影响不明显。真菌群落对利用方式的响应比细菌群落更敏感。与微生物门类的改变相比,微生物功能群的变化更为明显。(2)不同放牧强度、不同割草频度和不同利用方式均对土壤有机质非保护性组分和物理保护组分有显著影响,并且割草有利于生化保护组分土壤有机质中有机碳的含量的累积,即放牧和割草均影响土壤有机碳的稳定性,而割草利用中土壤保存有机碳的能力更强。(3)所有处理之间土壤微生物残体碳含量的差异通常与真菌残体碳含量的差异相似。真菌残体碳(占微生物残体的90%以上)对土壤碳的贡献始终大于细菌残体碳。土壤氨基糖的累积更加受到粪尿输入的影响,并且真菌残体比细菌残体对利用的反应更加敏感。放牧处理有利于微生物残体对土壤碳的贡献增加,而割草利用有利于表层土壤碳的累积,但微生物残体对土壤碳的贡献下降。在不同利用方式下的典型草原土壤中,土壤碳含有更多的氨基葡萄糖而不是氨基半乳糖和胞壁酸,表明真菌残体在所有处理中均占主导地位。(4)土壤深度是不同放牧强度、不同割草频度利用下土壤微生物残体和土壤有机质组分中碳含量及其对土壤总碳累积贡献的重要因素。生长旺季放牧对土壤环境和养分含量的改变有利于真菌残体的累积,增加土壤碳含量,而割草频度变化通过影响真菌残体的累积和活性微生物生物量,增加土壤碳含量。因此,放牧和割草有利于表层土壤总氨基糖及真菌残体累积,无论是不同放牧强度或不同割草频度,还是三种利用方式(围封、放牧和割草)下,土壤碳含量均受到土壤有机质组分的积极影响,并且真菌残体碳显著影响土壤有机质组分碳。
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